(57)【要約】【課題】放射線画像から抽出した特徴量から階調変換パラメータを定め、該パラメータに基づいて複数の放射線画像を階調変換することで、組撮影時等における複数の画像の濃度を同一にすること。【解決手段】複数の放射線画像を階調変換する放射線画像処理装置であって、少なくとも１つの放射線画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量抽出手段で抽出された少なくとも１つの特徴量から階調変換のためのパラメータを算出する階調変換パラメータ算出手段と、該階調変換パラメータ算出手段で算出されたパラメータを用いて複数の放射線画像を階調変換する階調変換手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射線画像を階調変換する放射線画像処理装置であって、少なくとも１つの放射線画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量抽出手段で抽出された少なくとも１つの特徴量から階調変換のためのパラメータを算出する階調変換パラメータ算出手段と、該階調変換パラメータ算出手段で算出されたパラメータを用いて複数の放射線画像を階調変換する階調変換手段とを備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴量抽出手段で抽出される特徴量及び前記階調変換パラメータ算出手段で算出されるパラメータは、放射線画像の濃度に関する特徴量及びパラメータであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項３】
前記階調変換パラメータ算出手段は、複数の放射線画像から抽出される特徴量から階調変換のためのパラメータを算出することを特徴とする請求項１又は２記載の放射線画像処理装置。
【請求項４】
前記階調変換パラメータ算出手段は、複数の特徴量の平均値、最高頻値、最大値、最小値又はの他統計値に基づいて階調変換のためのパラメータを算出することを特徴とする請求項３記載の放射線画像処理装置。
【請求項５】
複数の放射線画像を階調変換する放射線画像処理方法であって、少なくとも１つの放射線画像から特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、該特徴量抽出工程で抽出された少なくとも１つの特徴量から階調変換のためのパラメータを定める階調変換パラメータ算出工程と、該階調変換パラメータ算出工程で算出されたパラメータを用いて複数の放射線画像を階調変換する階調変換工程とを備えることを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項６】
コンピュータに所定の方法を実行させるためのプログラムであって、前記所定の方法は請求項５記載の放射線画像処理方法における各工程を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項６記載のプログラムを記憶していることを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放射線画像を階調変換する放射線画像処理装置、放射線画像処理方法、プログラム及びコンピュータ可読媒体に関し、特に放射線画像から抽出した特徴量に基づいて階調変換のためのパラメータを定め、該パラメータに基づいて複数の放射線画像を階調変換する放射線画像処理装置、放射線画像処理方法、プログラム及びコンピュータ可読媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサ、カメラ等、何らかの撮影装置で撮影された画像データを、モニター画面、放射線診断用フィルム等に表示する場合、撮影された画像データに対して階調変換を施すことにより取得データを観察し易い濃度値に変換するのが一般的である。
【０００３】
例えば、撮影データを放射線診断用フィルムに表示する場合、取得データ中の最も良く観察したい部分のピクセル値をフィルム上で例えば１．２Ｄ程度の濃度に変換するのが一般的であるが、最も良く観察したい部分を抽出する一手段として、濃度特徴量に着目する手段が広く知られており、又、これを自動的に抽出する手段も知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０９４８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に組撮影又はセット撮影等と呼ばれる撮影方法において、例えば左右手部を２回に分けてそれぞれ撮影する場合、得られた左手部画像と右手部画像から個別に上記濃度特徴量を抽出し階調変換を施すと、濃度特徴量の違いから左右で表示濃度が僅かに異なる可能性がある。
【０００６】
又、一般にステッチングと呼ばれる複数画像を連結して表示する表示方法においても、例えば胸腰椎部を２回に分けて撮影し、得られた胸椎部画像と腰椎部画像から個別に濃度特徴量を抽出し階調変換を施すと、両画像の表示濃度の違いから画像連結部に著しい濃度差を生じる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、放射線画像から抽出した特徴量から階調変換パラメータを定め、該パラメータに基づいて複数の放射線画像を階調変換することで、組撮影時等における複数の画像の濃度を同一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、例えば本発明の放射線画像処理装置は以下の構成を備える。即ち、少なくとも１つの放射線画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量抽出手段で抽出された少なくとも１つの特徴量から階調変換のためのパラメータを定める階調変換パラメータ算出手段と、該階調変換パラメータ算出手段で算出されたパラメータを用いて複数の放射線画像を階調変換する階調変換手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射線画像から抽出した特徴量から階調変換パラメータを定め、該パラメータに基づいて複数の放射線画像を階調変換することで、組撮影時等における複数の画像の濃度を同一にすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１によるＸ線撮影装置１００を示す。即ち、Ｘ線撮影装置１００は、複数の放射線画像を階調変換する機能を有するＸ線撮影装置であり、前処理回路１０６、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、画像処理回路１１１を備えており、ＣＰＵバス１０７を介して互いにデータ授受されるようになされている。
【００１２】
又、Ｘ線撮影装置１００は、前処理回路１０６に接続されたデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５に接続されたＸ線発生回路１０１及び２次元Ｘ線センサ１０４とを備えており、データ収集回路１０５は、ＣＰＵバス１０７にも接続されている。
【００１３】
上述のようなＸ線撮影装置１００において、先ず、メインメモリ１０９は、ＣＰＵ１０８での処理に必要な各種のデータ等が記憶されるものであると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含む。
【００１４】
ＣＰＵ１０８は、メインメモリ１０９を用いて、操作パネル１１０からの操作にしたがって装置全体の動作制御等を行う。これによりＸ線撮影装置１００は、以下のように動作する。
【００１５】
尚、図２に示したフローチャートに従ったプログラムコードはメインメモリ１０９、若しくはは図不示のＲＯＭに格納され、ＣＰＵ１０８により読み出され、実行されるものとする。
【００１６】
初めにＸ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。
【００１７】
Ｘ線発生回路１０１から放射されたＸ線ビーム１０２は、被検査体１０３を減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ１０４に到達し、２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば手部像等の人体部画像とする。
【００１８】
データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されたＸ線画像を電気信号に変換して前処理回路１０６に供給する。前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。この前処理回路１０６で前処理が行われたＸ線画像信号は原画像として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１０７を介して、メインメモリ１０９、画像処理回路１１１に転送される。尚、本実施の形態では、２次元Ｘ線センサ１０４とデータ収集回路１０５及び前処理回路１０６は分離した構成となっているが、２次元Ｘ線センサ１０４とデータ収集回路１０５及び前処理回路１０６をセンサーユニットとして同一のユニット内に構成しても良い。
【００１９】
１１１は画像処理回路の構成を示すブロック図であり、原画像から濃度特徴量を抽出する特徴量抽出回路１１２、複数の濃度特徴量から階調変換パラメータを算出するパラメータ算出回路１１３、算出された階調変換パラメータを用いて複数のＸ線画像を階調変換する階調変換回路１１４を備える。
【００２０】
図２は実施の形態１における画像処理回路１１１の処理の流れを示す図である。図３は本実施の形態で用いるＳ字型階調変換関数の例である。図４の４０１，４０２は本実施の形態で用いる対象画像の例を示す図である。
【００２１】
次に、画像処理回路１１１の動作について図２の処理の流れに従い説明する。
【００２２】
初めに画像処理回路１１１に対して組撮影として撮影する画像数Ｉを入力する（ｓ２０１）。入力方法は例えば操作者が操作パネル１１０を利用して手動で入力する方法や、操作者が予めプリセットされた撮影プロトコル（例えば左右手部）を選択することで自動的に例えばＩ＝２が入力されるようにしても良い。又、Ｘ線撮影装置１００とネットワークを介して接続された撮影オーダシステムから自動的に入力するようにしても構わない。
【００２３】
次に、画像処理回路１１１は前処理回路１０６で処理されたＩ枚の原画像をＣＰＵ１０８の制御により受信し、特徴量抽出回路１１２を用いてＩ枚全ての原画像の濃度特徴量を順次抽出する（ｓ２０２〜ｓ２０５）。例えば、左右手部の組撮影の場合、原画像４０１，４０２のそれぞれについて濃度特徴量ｐの抽出を行う。濃度特徴量ｐを自動的に抽出する多くの方法が広く一般に知られており、本実施の形態ではこれらの方法を利用する。
【００２４】
例えば、特開２００１−０９４８２９号公報には、入力画像から素抜け領域（Ｘ線が被検査体を通過しないで直接センサに到達している領域）を抽出し、素抜け領域と非素抜け領域の境界線から被検査体の輪郭線を抽出し、被検査体の輪郭線の曲率等に基づいて濃度特徴量を抽出する方法が記されている。
【００２５】
又、特開２００２−２７１６９７号公報には、入力画像の各行を画素値に応じてソートし、ソートされた画像の特定領域のヒストグラムを作成し、ヒストグラムがピーク値を示す画素値に基づいて濃度特徴量を抽出する方法が記されている。
【００２６】
又、例えば、「SPIE Medical
Imaging 97 ”Automatic Segmentation
of Anatomic Regions in Chest Radiographs using an Adaptive-Sized Hybrid Neural
Network ”」には、各画素が有する濃度情報、解剖学的なアドレス情報及び画素周辺のエントロピ情報を特徴量としてニューラルネットワークで学習し、構造物のセグメンテーションを行う方法が記されており、このような方法を利用しても濃度特徴量を抽出することができる。
【００２７】
次に、画像処理回路１１１はパラメータ算出回路１１３を用いて、手順ｓ２０２〜ｓ２０５において抽出された複数の濃度特徴量から階調変換用の濃度特徴量を算出する（ｓ２０６）。算出方法については特に限定しないが、手順ｓ２０２〜ｓ２０５において抽出された濃度特徴量の平均値、最高頻値、最大値、最小値又はその他統計値に基づいて算出することができる。本実施の形態では、例えば濃度特徴量の平均値を階調変換用濃度特徴量ｐｆとして算出する。
【００２８】
最後に画像処理回路１１１は、階調変換回路１１４を用いてＩ枚の原画像を階調変換する（ｓ２０７〜ｓ２１０）。階調変換とは、前述したように、撮影装置で撮影された画像データを、モニター画面、放射線診断用フィルム等に表示する際に、観察し易い濃度値に変換する処理であり、例えば図３に示すように、前記処理ｓ２０６で算出した階調変換用濃度特徴量ｐｆが予め別に定める対応値ｐｇに対応するように、或る基本形状の変換曲線を平行移動することで変換関数Ｆを定め、入力画像の全ての画素を変換関数Ｆに従って変換することで実現できる。撮影条件、患者の体格等の違いにより階調変換用濃度特徴量ｐｆが変化した場合においても、それに応じて変換関数Ｆ’が定まるため、常に観察し易い濃度値で画像データを観察することができる。ここで、階調変換されたＩ枚の原画像は全て共通の階調変換用濃度特徴量ｐｆに基づいて階調変換されているため、撮影線量、撮影距離等の撮影条件が同じであれば、全て同一の表示濃度となる。
【００２９】
以上のように、実施の形態によれば、組撮影やステッチングを目的として撮影した複数の放射線画像に対し、共通の階調変換パラメータを用いて階調変換することが可能であり、これら画像群の表示濃度を同一にする効果がある。
【００３０】
＜実施の形態２＞
図５は本発明の実施の形態２によるＸ線撮影装置７００を示す。実施の形態１によるＸ線撮影装置１００との相違は、画像処理回路１１１に備わるパラメータ算出回路１１３が画像処理回路７１１には備わっていない点である。図８は実施の形態２における画像処理回路７１１の処理の流れを示す図である。以下では上記相違に関連する部分として画像処理回路７１１の処理の流れについてのみ説明する。
【００３１】
実施の形態１と同様に、画像処理回路７１１は、ＣＰＵ７０８の制御により前処理回路７０６で前処理されたＸ線画像をＣＰＵバス７０７を介して受信し、組撮影として撮影する画像数I の入力を受ける（ｓ８０１）。
【００３２】
次に、画像処理回路７１１は特徴量抽出回路７１２を用いて第１の原画像の濃度特徴量を抽出する（ｓ８０２）。例えば左右手部の組撮影の場合、原画像４０１についてのみ濃度特徴量ｐの抽出を行う。
【００３３】
最後に画像処理回路７１１は階調変換回路７１４を用いてＩ枚の原画像を階調変換する（ｓ８０３〜ｓ８０６）。ここで、階調変換に使用する階調変換用濃度特徴量は前記処理ｓ８０２で抽出した第１の画像の濃度特徴量ｐであり、実施の形態１と同様に撮影条件が同じであれば、Ｉ枚全て同一の表示濃度となる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、組撮影やステッチング等を目的として撮影した複数の放射線画像に対し、共通の階調変換パラメータを用いて階調変換することが可能であり、これら画像群の表示濃度を同一にする効果がある。又、濃度特徴量の抽出は第１の画像のみであるため、抽出に掛かる処理時間を削減する効果があり、高速表示を可能とする効果があり、結果として撮影業務のスループットを向上させる効果がある。
【００３５】
尚、本発明の目的は、実施形態１，２の装置又はシステムの機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置又はシステムに供給し、その装置又はシステムのコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００３６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が実施形態１，２の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。
【００３７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００３８】
又、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、実施形態１，２の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施の形態１，２の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００３９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施の形態１，２の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００４０】
このようなプログラム又は当該プログラムを格納した記憶媒体に本発明が適用される場合、当該プログラムは、例えば、上述の図２又は図６に示されるフローチャートに対応したプログラムコードから構成される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の画像処理回路の処理の流れを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において使用するＳ字型階調変換関数の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の対象画像を示す図である。
【図５】本発明の発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２の画像処理回路の処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１  Ｘ線発生回路
１０２  Ｘ線ビーム
１０３  被写体
１０４  ２次元Ｘ線センサ
１０５  データ収集回路
１０６  前処理回路
１０７  ＣＰＵバス
１０８  ＣＰＵ
１０９  メインメモリ
１１０  操作パネル
１１１  画像処理回路
１１２    特徴量抽出回路
１１３    パラメータ算出回路
１１４    階調変換回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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